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波浪能发电技术发展现状及其在海岛上的应用 被引量：1
1
作者 张亚群 刘敬锋 +2 位作者 王振鹏 李显豪 范朝晖 《新能源进展》 北大核心 2025年第1期77-83,共7页
波浪能是一种绿色清洁能源,在海岛周围存在丰富的波浪能资源。近年来,随着波浪能利用技术的发展,出现了许多新类型的技术形式,部分技术也日渐成熟。波浪能技术的应用也逐渐成为行业的热点。以波浪能发电技术为出发点,总结了近年来涌现... 波浪能是一种绿色清洁能源,在海岛周围存在丰富的波浪能资源。近年来,随着波浪能利用技术的发展,出现了许多新类型的技术形式,部分技术也日渐成熟。波浪能技术的应用也逐渐成为行业的热点。以波浪能发电技术为出发点,总结了近年来涌现的新形式波浪能发电技术,归纳了我国波浪能发电技术在海岛上的应用。基于上述分析,从系统理论、技术成熟度、技术应用三个方面对我国波浪能技术的未来发展方向进行展望。 展开更多
关键词 波浪能发电技术 波浪能发电装置 储能 海岛
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入射角对三圆柱振子涡激振动涡动力及水动能俘获影响研究
2
作者 任霞 罗竹梅 +2 位作者 于凤荣 梁韩 李野 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期738-746,共9页
以正三角形排列刚性耦合三圆柱柱群能量收集装置为研究对象,通过双向流固耦合数值方法研究不同水流入射角α=0°、45°、90°、135°、180°对柱群能量收集装置的水动力响应及低速水动能俘获的影响规律。结果表明,... 以正三角形排列刚性耦合三圆柱柱群能量收集装置为研究对象,通过双向流固耦合数值方法研究不同水流入射角α=0°、45°、90°、135°、180°对柱群能量收集装置的水动力响应及低速水动能俘获的影响规律。结果表明,入射角会显著影响柱群的动态响应和锁定宽度。α=0°、135°两种入射角下不会出现下分支;α=0°时规定范围最宽,α=45°、180°时最窄。初始分支中每组柱群的尾涡都呈“2S”模式,而上分支和下分支中尾涡模式随α的变化呈现出“P+S”、“T”、“2P”等不同模式。当入射角平行或垂直于水平方向时,柱群俘能装置成为高俘能型。α=0°是该研究中最适合能量收集的角度,其次是α=180°和α=90°。结合能量转换效率,α=0°、Ur=9是能量收集的最佳选择。 展开更多
关键词 海洋能 俘能结构 涡激振动 流固耦合 俘能特性 三圆柱
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新型中心体空化器流动特性分析
3
作者 郝敏 曹鹏 王庆峰 《化学工程》 北大核心 2025年第10期84-88,共5页
随着水力空化技术在污水处理领域的普及,各类空化发生装置的开发已经成为人们关注的焦点。为提高空化效果,提出一种新型中心体空化器,并采用数值模拟的方法针对其空化特性进行研究,对比分析出口段扩张角、入口段收缩角、中心体直径以及... 随着水力空化技术在污水处理领域的普及,各类空化发生装置的开发已经成为人们关注的焦点。为提高空化效果,提出一种新型中心体空化器,并采用数值模拟的方法针对其空化特性进行研究,对比分析出口段扩张角、入口段收缩角、中心体直径以及中心体长度的不同几何参数对中心体空化器空化性能的影响。研究结果表明:出口段扩张角对中心体空化器整体空化性能影响显著,在扩张角为30°时空化效果最佳;入口段收缩角的增加会导致中心体空化器整体空化程度逐渐增强,在收缩角为90°时空化效果最好;中心体空化器的空化效果会随着中心体直径的增加而经历先增强后减弱的过程,当中心体直径为14 mm时,空化效果最优;在中心体长度为20 mm时,中心体空化器的气相体积达到最大值。研究可为后续新型空化器的设计提供一定参考。 展开更多
关键词 中心体 空化器 空化效果 数值模拟
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基于悬链式系泊的双体波能装置水动力特性研究 被引量：1
4
作者 黄鹤翱 曹飞飞 +2 位作者 李德敏 王琦 董晓晨 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期167-176,共10页
为推动中国波浪能装置深远海发展的进程,本文以基于悬链式系泊的双浮体波浪能装置为研究对象,采用AWQA软件与WEC-Sim软件相结合的手段,首先通过物理模型试验数据验证数值模型的准确性,进而对装置施加常值动力输出(Power take-off,PTO)... 为推动中国波浪能装置深远海发展的进程,本文以基于悬链式系泊的双浮体波浪能装置为研究对象,采用AWQA软件与WEC-Sim软件相结合的手段,首先通过物理模型试验数据验证数值模型的准确性,进而对装置施加常值动力输出(Power take-off,PTO)阻尼力,探究了装置在规则波作用下的水动力特性与获能。研究结果表明:本文提出的装置适用于中国海域中周期较短且波高较小的环境;装置的能量捕获特性在不同质量比配置下存在显著差异,需根据海域波况配置最优质量比;PTO阻尼力的改变不影响装置最优获能区间,但不同周期对应的最优阻尼力差距较大;不同波况条件下,锚链受力差距较为明显。 展开更多
关键词 波浪能 AWQA软件 WEC-Sim软件 水动力系数 悬链线式系泊
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巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟 被引量：2
5
作者 易万爽 薛炳 +3 位作者 宋晶辉 徐波 王文全 杜娟 《水力发电》 2025年第4期69-74,共6页
由于水电机组参与电网深度调峰,常规混流式水轮机在小流量工况下运行的概率急剧增加,小流量工况下的流动特性值得深入研究。通过DES湍流模型对某巨型混流式水轮机进行全流道三维精细化数值模拟,分析了机组在4种小流量工况下的内部流态... 由于水电机组参与电网深度调峰,常规混流式水轮机在小流量工况下运行的概率急剧增加,小流量工况下的流动特性值得深入研究。通过DES湍流模型对某巨型混流式水轮机进行全流道三维精细化数值模拟,分析了机组在4种小流量工况下的内部流态、叶道涡、尾水涡带及压力脉动的演化特性。结果表明,随着负荷增加,叶道涡的尺度呈降低趋势,在500 MW的工况,管状叶道涡基本消失。在小流量运行时,尾水管直锥段近壁面附近形成明显的环向贴壁涡绳,在向下游进动过程中,随着速度逐渐降低,不断分裂成小尺度的涡绳,并向尾水管中心扩散,但至500 MW时,边壁环向涡绳基本消失,尾水管中心处形成较为稳定的螺旋进动涡带,造成压力脉动幅值的增加。受尾水涡带和动静干涉的影响,转轮与导叶间无叶区可以监测到0.2倍频、0.5倍频、15倍频和30倍转频的压力脉动。小流量工况下尾水管内高幅值压力脉动频率集中在0.2~0.5倍频,且总体上呈现较宽压力脉动频带(达到5倍转频范围),并随功率增加,频带范围呈现逐渐收缩的趋势。 展开更多
关键词 混流式水轮机 长短叶片 小流量工况 叶道涡 尾水涡带 压力脉动 数值模拟
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基于太阳能-雨能协同能量收集的太阳电池研究进展
6
作者 郭江涛 杨雯 +2 位作者 李晶 袁岳 杨培志 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期251-259,共9页
综述了近年来多能采集太阳电池的发展现状,从固-液摩擦纳米发电机的工作原理、多能采集太阳电池的结构优化、大面积阵列化雨能-太阳能协同收集策略等方面对多能采集太阳电池进行系统总结。重点分析摩擦层材料改性对多能采集太阳电池性... 综述了近年来多能采集太阳电池的发展现状,从固-液摩擦纳米发电机的工作原理、多能采集太阳电池的结构优化、大面积阵列化雨能-太阳能协同收集策略等方面对多能采集太阳电池进行系统总结。重点分析摩擦层材料改性对多能采集太阳电池性能的影响,并讨论多能采集太阳电池的多效应收集策略。最后,阐述多能采集太阳电池存在的问题,并对其未来发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 光伏 太阳电池效率 摩擦起电 摩擦纳米发电机 碳中和
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新型波浪能发电滑翔机设计及其特性
7
作者 何腾 盛松伟 +3 位作者 丁伟伟 张亚群 王振鹏 陈敏 《新能源进展》 北大核心 2025年第4期443-449,共7页
波浪滑翔机是一种依靠波浪提供前进动力、太阳能等提供观测电力的海上无人驾驶航行器。针对传统波浪滑翔机在阴雨和小浪等海洋环境下电力不足等缺点,研发了一种新型波浪能发电滑翔机,利用波浪能提供前进动力的同时进行发电,并将电能储... 波浪滑翔机是一种依靠波浪提供前进动力、太阳能等提供观测电力的海上无人驾驶航行器。针对传统波浪滑翔机在阴雨和小浪等海洋环境下电力不足等缺点,研发了一种新型波浪能发电滑翔机,利用波浪能提供前进动力的同时进行发电,并将电能储存后在较差环境时使用。介绍了新型波浪能滑翔机的结构组成、工作原理,设计了小比例物理模型并开展模型试验。试验结果显示,设计的新型波浪能发电滑翔机可在持续巡航的同时将波浪能转换为机械能做功。在设定的试验波况下,滑翔机最大输出功率为529.8 mW。在海洋工况下,随着波浪波高和周期的增大,能量转换系统做功功率逐渐增大,滑翔机前进速度呈现先增大后减小的趋势。试验结果初步验证了该方案的可行性,为后续试验、应用提供了参考。 展开更多
关键词 滑翔机 波浪能 模型试验 发电
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涡激振动驱动的串并列双柱群水动力特性及俘能研究
8
作者 罗竹梅 晁浩诚 +2 位作者 张晓旭 李俊 杨涛 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期198-206,共9页
采用双向流固耦合数值方法对串列及并列布置的两个刚性连接三圆柱柱群结构涡激振动(VIV)响应特性及俘能性能展开研究。分析串列群间间距比Z=8、12和16和并列群间距比Z_(y)=4、6、8,约化速度U^(*)=2~13范围内,串列及并列布置中柱群结构... 采用双向流固耦合数值方法对串列及并列布置的两个刚性连接三圆柱柱群结构涡激振动(VIV)响应特性及俘能性能展开研究。分析串列群间间距比Z=8、12和16和并列群间距比Z_(y)=4、6、8,约化速度U^(*)=2~13范围内,串列及并列布置中柱群结构的水动力干扰特性及俘能大小、俘能效率的变化规律。研究结果表明:相较于单组串列双柱群,串并列刚性连接的柱群表现出更为复杂的水动力特性和响应结果,在柱群间隙流与尾流的相互作用以及柱群的相互干扰作用下,两柱群结构的振幅响应出现了从涡激振动到驰振的过渡区。串列柱群后尾涡形式主要以2P、2S和2T形式脱落,个别约化速度下出现碎涡及带状涡。随着群间间距比的增加,柱群间相互干扰作用减弱。间距比对串列刚性连接柱群的俘能影响不明显,柱群的俘能值和能量密度随着U^(*)的增加而增加,当初始分支转换到上端分支时,上下游柱群的能量获取优势发生了变化。并列柱群间干扰通过尾涡相互作用后实现,因此柱群间相互作用微弱,Z_(y)=8时,其涡激振动响应与单柱群响应特性几乎一致。 展开更多
关键词 海洋能 俘能结构 涡激振动 流固耦合 俘能特性 刚性连接
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往复气流下BBDB模型的多环节能量转换特性
9
作者 孙屹 刘沛宇 +3 位作者 饶翔 袁之文 叶寅 吴必军 《新能源进展》 北大核心 2025年第3期317-323,共7页
往复气流做功是振荡水柱技术的一种重要工作方式。基于一款六边形后弯管装置(BBDB)的波浪能发电模型,研究了往复气流条件下纯气孔阻尼、带导叶阻尼及透平发电机组阻尼多环节能量转换特性。实验结果表明,实验范围内俘获宽度比(CWR)随波... 往复气流做功是振荡水柱技术的一种重要工作方式。基于一款六边形后弯管装置(BBDB)的波浪能发电模型,研究了往复气流条件下纯气孔阻尼、带导叶阻尼及透平发电机组阻尼多环节能量转换特性。实验结果表明,实验范围内俘获宽度比(CWR)随波周期始终呈单峰曲线,且峰值周期附近小喷嘴比条件下CWR较高,实验测得的最高CWR为109.8%。使用气孔或导叶在小喷嘴比下对CWR数值无明显影响,但大喷嘴比条件下对CWR数值有明显影响。此外,配置空气透平发电机组后CWR峰值周期向小周期方向移动,此时按喷嘴比从小到大对应的CWR峰值分别为91.9%、90.7%、73.0%,且取得峰值的周期均为1.50 s。大部分工况下电池负载整机转换效率优于电阻工况下整机转换效率。 展开更多
关键词 振荡水柱 后弯管装置 往复气流 俘获宽度比 多环节效率
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冲击式空气透平的性能优化及叶片颤振数值模拟
10
作者 李显豪 张亚群 +2 位作者 盛松伟 范朝晖 刘敬锋 《新能源进展》 北大核心 2025年第2期197-203,共7页
随着新材料的使用和叶片气动负荷的增加,叶片颤振问题凸显,严重影响透平机械的可靠性。以改进后的冲击式空气透平为研究对象,采用计算流体力学和有限元方法,求解叶片的结构动力学方程和纳维-斯托克斯方程,基于能量法开展动叶片的颤振预... 随着新材料的使用和叶片气动负荷的增加,叶片颤振问题凸显,严重影响透平机械的可靠性。以改进后的冲击式空气透平为研究对象,采用计算流体力学和有限元方法,求解叶片的结构动力学方程和纳维-斯托克斯方程,基于能量法开展动叶片的颤振预测,获取高效率和大流量系数两个工况下叶片的气动功和模态气动阻尼。研究表明,相关工况下冲击式透平未发生气弹失稳现象,但某些节径数的模态气动阻尼接近0。研究结果可为冲击式透平颤振现象的预防提供参考。 展开更多
关键词 波浪能 振荡水柱 冲击式透平 叶片颤振 数值模拟
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液滴撞击微柱阵列超疏水表面的弹跳动力学研究
11
作者 郭帅 赵心怡 +1 位作者 王鑫 陈振乾 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期872-879,共8页
采用三维伪势格子玻尔兹曼方法,模拟液滴撞击微结构阵列超疏水表面的过程,分析撞击速度和表面形貌对液滴动力学和接触时间的影响。结果表明,液滴撞击引起的弹跳现象包括正常弹跳和饼状弹跳,其形成主要受撞击速度及微结构阵列间距和高度... 采用三维伪势格子玻尔兹曼方法,模拟液滴撞击微结构阵列超疏水表面的过程,分析撞击速度和表面形貌对液滴动力学和接触时间的影响。结果表明,液滴撞击引起的弹跳现象包括正常弹跳和饼状弹跳,其形成主要受撞击速度及微结构阵列间距和高度影响。液滴撞击速度小时表现为接触时间较长的正常弹跳,撞击速度较大时则发生快速的饼状弹跳,有效缩短接触时间。当微结构阵列的表面形貌具有足够的高度和合适的间距时,可使液滴底部与微结构表面的接触滞留时间缩短,防止液滴陷入微结构阵列间隙,进一步实现饼状弹跳。当撞击后能量转换率超过0.038时,会发生较短接触时间的饼状弹跳。 展开更多
关键词 液滴撞击 微柱阵列 超疏水表面(SHS) 接触时间 能量演化
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可自加速的新型陀螺波浪能发电装置仿真与实验
12
作者 韩新洋 周松林 陈卫星 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第5期1-8,18,共9页
陀螺波浪能发电装置作为一种内置式波浪能发电设备,具备良好的适应性和高可靠性,适用于为海上运动平台提供持续的能源供给。然而,现有的陀螺波浪能发电装置在实现净功率输出方面存在挑战,相关研究尚不完善,亟需改进装置设计并完善理论... 陀螺波浪能发电装置作为一种内置式波浪能发电设备,具备良好的适应性和高可靠性,适用于为海上运动平台提供持续的能源供给。然而,现有的陀螺波浪能发电装置在实现净功率输出方面存在挑战,相关研究尚不完善,亟需改进装置设计并完善理论分析。设计了可自加速的新型陀螺波浪能发电装置实物系统,通过原理样机和陆上模拟激励平台对动力学模型和发电能力进行验证。为提升模型的准确度,考虑了飞轮空气阻力的影响,采用拉格朗日法建立了纵摇激励下陀螺波浪能发电装置的完整动力学模型。通过实验对装置进行参数辨识,构建了完整的仿真计算模型,对装置的运动特性进行了深入分析。通过陆上模拟激励实验模拟无人船纵摇运动,验证了实验数据与仿真结果的一致性,证明了所建立的动力学模型及仿真方法的准确性。实验测得装置的最大发电功率为0.88 W,针对功率较低的问题进行了深入分析,提出了相应的改进措施。结果表明,该陀螺波浪能发电装置的动力学模型与仿真计算能够较好地模拟实验工况,为后续优化分析提供了可靠依据,同时发电功率仍有提升空间,需进一步优化设计。 展开更多
关键词 波浪能转换器 陀螺 波浪发电 纵摇
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双行程波浪能发电装置的结构设计与分析研究
13
作者 程强强 席文奎 +2 位作者 阎郡 赵斌 董晨熙 《机电工程技术》 2025年第3期52-57,共6页
为提高海上波浪能利用率,基于棘轮式海洋波浪能发电装置设计双行程波浪能发电装置,实现上下双行程有效发电。该装置主要由浮子、往复运动部件、齿轮机构和两个棘轮机构等组成,通过浮子上下运动带动齿条往复运动,经机械变换使棘轮机构驱... 为提高海上波浪能利用率,基于棘轮式海洋波浪能发电装置设计双行程波浪能发电装置,实现上下双行程有效发电。该装置主要由浮子、往复运动部件、齿轮机构和两个棘轮机构等组成,通过浮子上下运动带动齿条往复运动,经机械变换使棘轮机构驱动传动轴旋转,将波浪能转化为单向机械能用于发电。利用ANSYS有限元软件对棘轮和棘爪进行静力学分析,确定材料属性、划分网格并施加约束和载荷,结果表明其刚度和强度符合设计要求,如棘轮最大形变0.0045 mm,最大应力10.62 MPa,棘爪最大形变0.0058 mm,最大应力11.27 MPa,均远低于材料屈服强度。运用AQWA软件对捕能结构浮子进行水动力学仿真分析,根据模拟环境参数计算,确定浮子尺寸和质量参数,其波浪激励力能提供足够驱动力。装置整体性能可靠,有效提升波浪能利用效率。 展开更多
关键词 棘轮 棘爪 波浪能发电装置 静力学分析 水动力学分析
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基于区域保供电和新能源消纳的常规抽水蓄能项目投资效益测算研究 被引量：4
14
作者 秦正斌 张午寅 +1 位作者 田海平 陈彦奇 《湖南电力》 2025年第1期46-53,共8页
对考虑区域电网保供电和新能源保供电需求的常规抽水蓄能项目进行投资效益测算可有效评估抽水蓄能电站的经济效益。首先充分调研某大型在运常规抽水蓄能电站,基于实际数据介绍其运行情况,分析其在不同季节的运行特性,介绍该电站参与电... 对考虑区域电网保供电和新能源保供电需求的常规抽水蓄能项目进行投资效益测算可有效评估抽水蓄能电站的经济效益。首先充分调研某大型在运常规抽水蓄能电站,基于实际数据介绍其运行情况,分析其在不同季节的运行特性,介绍该电站参与电力市场的运营情况。其次对抽水蓄能电站的初始投资成本、运行成本及各类收益进行测算,分析不同利用小时数下系统的经济性指标。最后基于测算数据,从保供电效益、新能源消纳效益等维度,进一步研究测算带来的社会经济效益。结果表明,抽水蓄能电站具备优秀的经营效益和社会效益,能为抽水蓄能投资测算及经济效益测算提供一定参考。 展开更多
关键词 抽水蓄能 运行特性 投资效益 新能源消纳 成本费用
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定-变速混合式抽水蓄能电站对电网的调峰作用分析
15
作者 赵夏 陈仕军 +3 位作者 杨悦 滕予非 胥丹 史华勃 《水电与抽水蓄能》 2025年第6期65-71,共7页
风光装机容量增长迅速、极端气象频发给电网调峰带来严峻挑战,抽水蓄能是应对极端气象灾害、促进大规模新能源消纳的重要保障。为分析定-变速混合式抽水蓄能电站对电网调峰的支撑作用,本文构建了含定-变速混合式抽水蓄能的风光水火蓄多... 风光装机容量增长迅速、极端气象频发给电网调峰带来严峻挑战,抽水蓄能是应对极端气象灾害、促进大规模新能源消纳的重要保障。为分析定-变速混合式抽水蓄能电站对电网调峰的支撑作用,本文构建了含定-变速混合式抽水蓄能的风光水火蓄多能互补优化模型,研究了多能互补优化模型求解的逐步优化算法,建立了火电调峰深度量化指标体系,并以四川电网为研究对象开展实例研究,通过典型日下风光水火蓄多能互补调度结果与风光水火多能互补调度结果的对比,量化分析了定-变速混合式抽水蓄能电站对电网的调峰作用。结果表明:通过定-变速混合式抽水蓄能电站的优化调节,能够更好地匹配电网负荷需求和风光出力波动,降低电网中火电的调峰幅度,具有明显的调峰作用。本文的研究工作对量化定-变速混合式抽水蓄能电站的调峰作用,引导抽水蓄能电站规划建设和调度运行具有一定的思路借鉴和参考价值。 展开更多
关键词 定-变速混合式抽蓄电站 调峰作用 多能互补优化模型
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基于胶囊结构的压电式波浪能采集装置
16
作者 程宇豪 孔繁星 《吉林化工学院学报》 2025年第3期50-56,共7页
海洋蕴藏着可再生的、高能量密度的能量,具有相当大的能量收集潜能。收集丰富的海浪能量,并将其用于为跨海桥梁传感器等电力设施供电,不仅提供了一种可持续的能源解决方案,同时也为推动绿色能源发展开辟了新的道路。针对跨海桥梁传感器... 海洋蕴藏着可再生的、高能量密度的能量,具有相当大的能量收集潜能。收集丰富的海浪能量,并将其用于为跨海桥梁传感器等电力设施供电,不仅提供了一种可持续的能源解决方案,同时也为推动绿色能源发展开辟了新的道路。针对跨海桥梁传感器自供电问题,提出了一种基于胶囊结构的压电式波浪能采集方案,用以采集海洋波浪能转化为电能来为传感器供电。建模仿真结果表明,压电式波浪发电装置可以获得高达15 V的输出电压和38 mW的功率,验证了所提出波浪能采集方案在跨海桥梁低功率监测传感器中的自供电应用前景。 展开更多
关键词 波浪能采集 自供电 建模仿真 压电发电
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组合式周调节抽水蓄能开发方式研究 被引量：1
17
作者 沈孔成 马以超 +1 位作者 娄绍撑 赵阳 《浙江水利科技》 2025年第3期67-71,共5页
为探讨组合式周调节抽水蓄能开发方式,以杭州临安青山殿周调节抽水蓄能站点规划研究为背景,进行分期开发方式、总体布置等研究,提出利用水库组合共用调节库容、提升满发利用小时数量的周调节抽水蓄能开发新思路,为大中型水库充分挖掘潜... 为探讨组合式周调节抽水蓄能开发方式,以杭州临安青山殿周调节抽水蓄能站点规划研究为背景,进行分期开发方式、总体布置等研究,提出利用水库组合共用调节库容、提升满发利用小时数量的周调节抽水蓄能开发新思路,为大中型水库充分挖掘潜力和功能提升、综合利用,增加水库效益提供了新的途径。 展开更多
关键词 抽水蓄能 电站 周调节 枢纽布置
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用于电磁屏蔽和渗透能量捕获的仿生MXene基薄膜
18
作者 李泽群 滕超 +1 位作者 曹墨源 马晓燕 《表面技术》 北大核心 2025年第21期113-123,共11页
目的二维导电MXene纳米片在与高强度芳纶纳米纤维(ANF)进行层级复合后,实现了力学性能的提高,同时展现出优异的电磁屏蔽性能和多功能性。方法利用氟化锂Li F与盐酸HCl对MAX相进行化学刻蚀,成功制备出多层MXene。随后,通过离心和超声处... 目的二维导电MXene纳米片在与高强度芳纶纳米纤维(ANF)进行层级复合后,实现了力学性能的提高,同时展现出优异的电磁屏蔽性能和多功能性。方法利用氟化锂Li F与盐酸HCl对MAX相进行化学刻蚀,成功制备出多层MXene。随后,通过离心和超声处理获得MXene水分散液,并进一步利用二甲基亚砜DMSO进行溶剂置换,得到稳定的MXene/DMSO分散体系。同时,借助氢氧化钾(KOH)在DMSO中对芳纶纤维进行去质子化处理,实现纤维剥离,制得ANF/DMSO分散液。最后,采用真空辅助交替抽滤,并结合热压工艺,制备具有三明治结构的MXene/ANF/MXene纳米复合薄膜。结果MXene与ANF复合后,形成了具有三明治结构的MXene/ANF/MXene纳米复合薄膜。得益于ANF自身优异的力学性能,该复合薄膜展现出显著增强的力学强度,其拉伸强度达到69.2 MPa,相较于纯MXene薄膜提升了163%。同时,高导电MXene的层状结构赋予了复合薄膜良好的电磁屏蔽性能,在X波段(8.2~12.4 GHz)的电磁干扰屏蔽效能达到23.77 dB。该薄膜在50倍Na Cl浓度梯度条件下表现出优异的渗透能转换能力,功率密度达到4.66W/m^(2)。结论MXene/ANF/MXene纳米复合薄膜的制备工艺简单,同时具备电磁屏蔽性能和盐差转换性能,在电磁防护和蓝色能源捕获等领域展现出广阔的应用前景。 展开更多
关键词 MXene 芳纶纳米纤维 三明治结构 电磁干扰屏蔽 多功能性
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基于叶片凸面升力作用的Savonius型水轮机参数优化
19
作者 王泓宇 宋瑞银 +3 位作者 胡东明 吴瑞明 杨伟鑫 崔熹 《船舶工程》 北大核心 2025年第6期151-159,共9页
[目的]为提高Savonius水轮机(S型水轮机)的功率系数并保持良好的减流性能,[方法]通过数值仿真对水轮机叶片表面扭矩,升力及阻力进行监测,发现叶片凸面的低压区产生的升力对水轮机整体扭矩提升具有较大补充作用。在此基础上,提出一种考... [目的]为提高Savonius水轮机(S型水轮机)的功率系数并保持良好的减流性能,[方法]通过数值仿真对水轮机叶片表面扭矩,升力及阻力进行监测,发现叶片凸面的低压区产生的升力对水轮机整体扭矩提升具有较大补充作用。在此基础上,提出一种考虑叶片凸面升力的S型水轮机结构优化方法。开展试验并实测相同工况下的性能数据,与仿真数据对比误差小于5%,验证了数值仿真的准确性;开展大量数值仿真以建立基于不同参数的水轮机性能数据库,并结合径向基神经网络(RBFNN)和非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),对3个结构参数(凸面短边、凹凸面短边差值、间隙距离)及1个工况参数(叶尖速比)进行多目标优化,以兼顾捕能和减流性能。[结果]优化结果表明,改进型水轮机在功率系数方面提升了31.6%,减流系数下降了10.8%。最优参数为:凸面短边27.74 mm,凹凸面短边差值2.31 mm,间隙距离14.56 mm,叶尖速比0.79。[结论]研究结果为水轮机参数优化提供参考。 展开更多
关键词 Savonius型水轮机 升力 发电性能 减流性能 多目标优化
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基于波浪能转换装置的模型预测控制研究
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作者 黎磊 潘明然 +2 位作者 李豆豆 李彦莹 张文财 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S1期213-218,共6页
针对一种点吸收式波浪能转换装置进行了能量最大化控制方法研究,旨在提升对海洋波浪能的能量转换效率,降低海洋波浪能发电的相对成本。在数值建模方面,采用了美国NREL新能源实验室和Sadia国际实验室联合开发的开源WEC-SIM模型,使用模型... 针对一种点吸收式波浪能转换装置进行了能量最大化控制方法研究,旨在提升对海洋波浪能的能量转换效率,降低海洋波浪能发电的相对成本。在数值建模方面,采用了美国NREL新能源实验室和Sadia国际实验室联合开发的开源WEC-SIM模型,使用模型预测控制方法设计能量最大化控制器。其中,能量最大化控制器所需波浪激励力矩的时间序列由高斯过程模型短时预测所得。数值仿真结果表明,所设计的模型预测控制方法整体上能较好实现对波浪能能量提取最大化。 展开更多
关键词 点吸收式波浪能转换装置 WEC-SIM模型 高斯过程模型 模型预测控制 能量最大化提取
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